JPH11182616A

JPH11182616A - 制振装置

Info

Publication number: JPH11182616A
Application number: JP36594197A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Masaki; 信男正木; Hiromitsu Kawachi; 宏充河内
Original assignee: Shimadzu Corp; Bridgestone Corp
Current assignee: Shimadzu Corp; Bridgestone Corp
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【目的】小さなエネルギーで構造物の風や地震による振
動に応答して所望の減衰力を発生させ、広い周波数域の
振動を低減させ、質量やばね定数等の変化に伴って固有
周期が変動する場合でも建物等の構造物の制振効果を常
に維持する。【構成】積層弾性体１１を介して取り付けた質量体５に
オイルダンパー６を連結し、オイルダンパー６をサーボ
弁２７を有する減衰力制御用の油圧回路２５に組込むと
ともに、構造物２の振動を低減するようにサーボ弁２７
によってオイルダンパー６の減衰力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高層ビルやタワー等
の柔構造建物の風や地震による揺れを低減するための制
振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高層ビルや各種タワー等の高い構築物で
は、地震による揺れ（震動エネルギー）を吸収して耐震
性を向上させるため、柔構造方式が採用されている。し
かし、この柔構造方式では、強風時や地震時に揺れるだ
けでなく、常風時においても揺れが大きくなって居住性
が害される場合がある。そこで、常風時の震動振幅を減
少させて居住性を向上させるとともに、強風時や地震時
においても建物の全体変形を減少させる手段として、建
物にばねを介して質量体（付加質量）を取り付けて副ば
ね系を連成させ、建物から成る主ばね系と前記副ばね系
とで固有振動数（振動周期）が略同じになるように設定
することにより、建物の揺れを打ち消す振動を発生させ
て振動抑制効果を実現する動吸振装置（ダイナミックダ
ンパー）を設けることが行なわれている。

【０００３】さらに、前記動吸振装置にあっては、単に
副ばね系を連成させるだけのパッシブ方式の他に、更に
制振効果を高めるための各種の方式、例えば、副ばね系
の質量体に建物の振動を打ち消す方向の振動を積極的に
加えるようにしたアクティブ方式、振幅に応じてパッシ
ブとアクティブを切り換えるようにしたセミアクティブ
方式などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】高層建物の風や地震に
よる揺れを効果的に吸収する方式として、前述のような
アクティブな制振装置が開発されてきた。しかし、これ
らのアクティブな制振装置では、制振性能を向上させる
ために、アクチュエータの容量を大きくしなければなら
ず、特に、油圧アクチュエータを用いた場合、油圧源、
アキュムレータ、配管及びサーボ弁などに大容量のもの
を用いる必要があり、制振装置の規模が大きくなった
り、必要とする電力量が大きくなってしまうことがあ
る。また、アクティブな制振装置では、センサの状態が
不良になった場合やフィードバックゲインを大きくした
場合に発振を起こす可能性がある。さらに、前記ＴＭＤ
方式の制振装置では、減衰力が一定であり、建物の固有
周期が変動する場合には制振効果が低下してしまうとい
う課題がある。

【０００５】本発明はこのような技術的課題に鑑みてな
されたものであり、本発明の目的は、広い周波数帯域の
全域において建物の振動を低減させることができ、必要
とするエネルギーを大幅に減少させるとともにアクティ
ブな制振装置並みの制振効果を得ることができ、建物の
固有周期が変動したり、制振装置に使用される積層ゴム
のばね定数が変化することで制振装置の固有周期が変動
したりする場合でも制振効果を維持することができる制
振装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するため、エラストマー層と補強板とを交互
に積層した積層弾性体を介して質量体を取り付けるとと
もに、前記質量体をオイルダンパーに連結した建物や構
造物の制振装置であって、前記オイルダンパーの減衰力
を変化させ得る油圧回路と前記建物や構造物の振動を低
減できるように前記オイルダンパーの減衰力を制御する
減衰力制御手段とを備えたことを特徴とする。請求項２
の発明は、上記請求項１の構成に加えて、前記オイルダ
ンパーの減衰力を、風の加振力に応答するための比較的
低い値と地震の加振力に応答するための比較的高い値と
に切り換え可能にした構成とすることにより、一層効率
よく上記目的を達成するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。なお、各図面を通して、同一符号は
同一又は対応部分を示すものである。図１は本発明によ
る制振装置を備えた構造物としての建物を例示する模式
的立面図である。図１において、地盤１上にタワー状の
建物２が構築されており、該建物２の最上階に本発明に
よる制振装置１００が設置されている。建物２として
は、例えば一辺が１０ｍ〜３０ｍ程度の正方形、長方形
又は菱形などの断面を有し、高さが６０ｍ〜１８０ｍに
達する鉄骨構造で作られ、風圧を受けて例えば２秒〜４
秒程度の振動周期及び数ｍの振幅で揺れる建物を典型例
として挙げることができる。

【０００８】前記制振装置１００は、建物２に水平ばね
手段４を介して質量体（付加質量）５を取り付け、この
質量体５に作用する水平方向の慣性力により建物２に対
して該質量体５が相対的に移動することに応じて前記水
平ばね手段４が水平方向に弾性変位することにより、建
物の揺れを低減させる動吸振装置（ダイナミックダンパ
ー）として機能するものである。すなわち、防振支持さ
れた建物２を主ばね系とすれば、前記質量体５及び前記
水平ばね手段４は動吸振装置３としての副ばね系を構成
している。本発明が適用される制振装置１００において
は、前記質量体５と建物２との間に、該質量体５の振動
を減衰させるためのオイルダンパーとしての油圧シリン
ダ６が連結されている。そして、本発明においては、オ
イルダンパー（油圧シリンダ６）は減衰力制御用の油圧
回路２５（図７）から成る制御装置に組み込まれ、該制
御装置２５によって前記オイルダンパーの減衰力を瞬時
に変化させ得るように構成されている。

【０００９】前記水平ばね手段４は質量体５を建物２に
対して水平方向に弾性変位可能に弾性（ばね）支持する
ものである。図２は前記動吸振装置の正面図であり、図
３は図２中の線３−３に沿った横断面図である。図２及
び図３において、動吸振装置３は積層弾性体１１の横弾
性を利用したばね手段４と該ばね手段上に取り付けられ
た質量体５とを備えている。図示の例では、複数個（４
個）の積層弾性体１１の上下端を連結する安定板１２に
より複数段（４段）に積み重ねた多段式の積層弾性体
（積層ゴム）により前記水平ばね手段４が構成されてい
る。各安定板１２はそれぞれ剛体の連結板であり、風や
地震で横荷重を受けた場合に座屈を生じることなく弾性
変位することで水平方向の変位能力（振動吸収能力）を
増大させるためのものである。なお、場合によっては、
前記ばね手段（弾性支持手段）４は、１個の積層弾性体
１１で構成することもできる。また、前記多段式の積層
弾性体を複数組使用して前記質量体５を支持してもよ
い。

【００１０】図４は積層弾性体１１の縦断面を示し、図
５は図４中の線５−５に沿った断面を示す。図４及び図
５において、積層弾性体１１は、ゴムその他のエラスト
マー材の層１４と金属板や硬質プラスチック板などの補
強板１５とを交互に一体的に積層した構造をしており、
通常その上下端に取り付け孔１６を有するフランジプレ
ート１７、１７が焼き付けや接着等で一体に固着されて
いる。このような積層弾性体１１は、縦方向には高いば
ね定数を有し、水平方向には比較的小さいばね定数を有
している。図２に戻って、本発明を適用した制振装置１
００にあっては、前記ばね手段４で弾性支持された前記
質量体５に、該質量体の振動を抑える減衰力を発生する
ための前記油圧シリンダ６（図１）が連結されており、
この油圧シリンダ（オイルダンパー）６の減衰力は図７
に示すような油圧回路から成る制振装置１００によって
制御される。

【００１１】図６は本発明を適用した動吸振装置の概略
構成を示す模式図である。図６において、Ｍは建物２等
の制振対象物の質量、Ｋは建物２等の質量Ｍ自体を弾性
支持（免震支持）するばね定数、Ｎは建物等の質量Ｍに
連結された減衰手段の減衰係数、Ｙは制振対象物２の変
位、ｍは質量体５の質量、ｋは質量体５を弾性支持する
ためのばね手段４のばね定数、ｎ₁は質量体５に連結さ
れた油圧シリンダ６から作用する可変減衰力の減衰係数
（可変減衰係数）、ｎ₂は油圧シリンダ６に接続された
油圧回路（制御装置）に固有の減衰係数、ｙは質量体５
の変位、Ｆは建物２に作用する風や地震の加振力、ｕは
油圧シリンダ６から質量体５に作用する力である。

【００１２】図６において、建物２と質量体５の相対変
位ｙ−Ｙの変化速度は式（１）で与えられ、質量体５に
作用する制振力ｕは式（２）で表すことができる。そし
て、主ばね系（建物２）及び副ばね系（質量体５）から
成る２自由度系の減衰付き動吸振装置３の振動方程式は
式（３）及び（４）のようになる。

【００１３】図７は本発明を適用した制振装置の一実施
例の構成を示す油圧回路図である。図７において、建物
２等の制振対象物に水平ばね手段４を介して弾性支持さ
れたマスダンパーの質量体５には、オイルダンパーとし
ての油圧シリンダ６のピストンロッド２１が接続（連
結）されている。油圧シリンダ６の内部は摺動可能なピ
ストン２２によって２つ油圧室６ａ、６ｂに仕切られて
おり、このピストン２２は封止状態で出入りする前記ピ
ストンロッド２１に固定されている。油圧シリンダ６の
左右の油圧室６ａ、６ｂにはそれらの圧力（油圧）を検
出するための圧力検出手段２３ａ、２３ｂが接続されて
おり、質量体５の振動により油圧シリンダ６が受けてい
る力を検出することができる。さらに、油圧シリンダ６
にはピストンロッド２１の変位を検出するための変位検
出手段２４が設けられている。これらの圧力検出手段２
３ａ、２３ｂ及び変位検出手段２４により、質量体５の
振動を状態をリアルタイムで検出することができる。

【００１４】図７の油圧回路中の矢印は作動油の流れ方
向を示し、実線矢印はピストン２２が図中左方向へ移動
する時の流れを、点線矢印はピストン２２が図中右方向
へ移動する時の流れを示す。前記油圧シリンダ６は質量
体５が揺動する力により変位するが、この時の力によ
り、油圧シリンダ６（具体的には左右の圧力室６ａ、６
ｂ）と油圧回路（減衰力制御装置）２５との間を作動油
が出入りする。符号２６は、４個のチェック弁を図示の
ようなダイヤモンド配置に接続して構成したダイヤモン
ドチェックから成る整流回路である。前記油圧シリンダ
６の左右のポートＡ、Ｂは、前記整流回路２６の両端の
ポートＡ、Ｂに接続されている。整流回路２６のポート
Ａ、Ｂでは油圧シリンダ６との間で作動油が出入りす
る。ただし、各チェック弁の作用により、ポートＡ又は
Ｂから流入した作動油は必ず上方向に（ポートＣから）
から流出し、また、流出した作動油は後述する油圧回路
（減衰力制御回路）を一巡した後下方から（ポートＤか
ら）流入する作動油になる。こうして、質量体５の振動
に伴って油圧シリンダ６により加圧された作動油は、整
流回路２６のポートＣからサーボ弁２７へ向かって流れ
る。

【００１５】前記サーボ弁２７と並列の関係で電磁切換
弁２８が設けられている。この電磁切換弁２８は、前記
サーボ弁２７をバイパスするために設けられており、開
弁作動されることにより油圧回路（減衰力制御回路）２
５を瞬間的に極めて小さい抵抗の状態にすることができ
る。つまり、減衰力が極めて小さい状態にすることがで
きる。前記サーボ弁２７は、油圧シリンダ６の速度に比
例して抵抗を発生させるものであり、油圧シリンダ６の
ストロークセンサ（変位検出手段）２４の位置信号及び
微分回路と該シリンダ６の両油圧室６ａ、６ｂの圧力信
号及び差分回路とによって制御される。この前記サーボ
弁２７はプログラムで制御することが可能であり、従っ
て図７の油圧回路２５によって発生させる減衰力もプロ
グラムで制御することができる。

【００１６】前記電磁切換弁２８は、油圧シリンダ６の
抵抗をゼロにするためのものであり、建物２から質量体
５へエネルギーが流入するモードでの抵抗を無くして動
吸振装置（マスダンパー）３の性能を向上させるべく、
積極的に低抵抗の回路に切り換えるためのものである。
この電磁切換弁２８による動作の応答時間は０．１秒程
度であるが、周期が３秒程度の動吸振装置３においては
該電磁切換弁２８を有効に機能させることができる。

【００１７】油圧シリンダ６の両ポートＡ、Ｂの圧力か
ら換算される負荷抵抗力と該油圧シリンダ６の変位から
換算される流量とに基づいて、ダンパーとしての特性を
決めるための状態、すなわち質量体５の振動状態及び振
動を的確に減衰させるための条件を把握することができ
る。一方、前記サーボ弁２７は、作動油の流れを絞るこ
とにより圧力のエネルギーを熱に変えることで、減衰力
を発生するものである。そして、前記サーボ弁２７は、
制御機器で任意に制御することで自由に絞ることができ
るので、質量体５の振動に対して作用する油圧シリンダ
６の減衰力の特性を任意に設定することができる。ま
た、前記電磁切換弁２８を開弁作動させることにより、
油圧シリンダ６を出入りする作動油の抵抗を極めて小さ
く（油圧回路２５の固有の流れ抵抗の程度）することが
でき、それによって質量体５に実質上の振動減衰力が作
用しないパッシブ方式の動吸振装置と同じ状態を作り出
すことができる。

【００１８】図７において、サーボ弁２７及び電磁切換
弁２８の両方が全閉の状態では油圧シリンダ６に作用す
る圧力が際限なく上昇するが、このような油圧上昇に起
因する油圧回路２５の破損を防止するために、これらの
弁２７、２８の手前にリリーフ弁２９が設けられてい
る。また、このリリーフ弁２９は、作動時には負荷の大
きなブレーキ弁として作用する性質を持っている。サー
ボ弁２７から流出した作動油、つまり絞りによる減衰力
を発揮した後の作動油は温度が上昇しており、この作動
油はクーラー３０を通る間に冷却される。前記クーラー
３０を通過した作動油は加圧式タンク３１内を通され
る。油圧回路２５の配管内では作動油の温度分布がまち
まちであるが、この作動油の温度は一旦前記加圧式タン
ク３１内を通すことにより平均化（均等化）される。

【００１９】前記加圧式タンク３１から流出した作動油
は、前記整流回路２６の下方のポートＤから該整流回路
２６内へ流入し、前記質量体５の振動に応じて前記油圧
シリンダ６から該整流回路２６内へ流入される作動油
（ポートＡ及びＢから交互に流入する加圧作動油）によ
って加圧される。こうして整流回路２６内で加圧された
作動油は、上方のポートＣから再びサーボ弁２７へ流れ
る。なお、油圧シリンダ６の油圧室６ａ、６ｂのうち容
積が増大して減圧される方の油圧室に対しては、整流回
路２６の両側のポートＡ、Ｂのいずれかを通して作動油
が充填される。

【００２０】図７において、減衰力制御用の前記油圧回
路２５の加圧式タンク３１と整流回路２６との間には、
該油圧回路２５の低圧になっている側の回路（整流回路
２６の上流側の回路）を一定圧力に維持（加圧）するた
めの加圧用ポンプ３２が設けられている。このように低
圧になっている側の回路を一定圧力に加圧することによ
り、チェック弁（４個のチェック弁）を用いた整流回路
２６の作動を円滑化することができる。また、低圧にな
っている側の回路には、加圧用ポンプ３２による加圧圧
力を安定化させるためのリリーフ弁３３が設けられてい
る。このリリーフ弁３３の他端は前記加圧用ポンプ３２
のリザーバー３４に接続されている。なお、前記油圧シ
リンダ６の両端のポートＡ、Ｂのそれぞれから前記整流
回路のポートＡ、Ｂに通じる２本の流路の間には、通常
では閉弁されたバイパス弁３５が設けられている。この
バイパス弁３５を作動（開弁）させると、油圧シリンダ
６の両側の室６ａ、６ｂが連通され、質量体５の振動に
よる油圧シリンダ６内の圧力上昇が生じない状態にな
る。つまり、前述のパッシブ方式の動吸振動装置と同じ
状態になる。

【００２１】図８は図７の制振装置を構造物に設置する
場合の実際の構成例を示す平面図であり、図９は図８の
制振装置の側面図である。図８及び図９において、建物
２と質量体５との間に装着されるオイルダンパーとして
の油圧シリンダ６は、平面内のあらゆる方向の加振力に
対して減衰力を確実に付与できるように、前後左右方向
に配置されており、それぞれの油圧シリンダ６に対して
減衰力制御回路（油圧回路）２５が接続されている。図
示の例では、直方体の質量体５の側面の各辺に沿って４
組の制振装置１００（油圧シリンダ６、油圧回路２５、
クーラー３０等を含む）が設けられている。なお、図示
の例では、質量体５の中央部に１つの多段式の積層弾性
体から成る水平ばね手段４が配設されている。

【００２２】図１０は高層建物の制振効果の測定結果を
示すグラフであり、（Ａ）は何らの制振装置も備えてい
ない建物に加振力が作用した場合の該建物の振動加速度
［ｃｍ／秒²］を、（Ｂ）は本発明を適用した制振装置
を備えた建物に加振力が作用した場合の該建物の振動加
速度［ｃｍ／秒²］を、（Ｃ）はアクティブ方式の動吸
振装置を備えた建物に加振力が作用した場合の該建物の
振動加速度［ｃｍｃ／秒²］を、それぞれ示すものであ
る。各グラフの横軸は、加振力が作用した後の経過時間
［秒］を示す。図１０の各グラフからも明らかなよう
に、本発明を適用した制振装置を用いることにより、特
別なアクチュエータ（エネルギー発生手段）を用いるこ
となく、質量体５に建物２の振動を打ち消す方向の振動
を積極的に加えるようにしたアクティブ方式の動吸振装
置による場合とほぼ同程度まで振動を除去することがで
きる。

【００２３】図１１及び図１２は本発明による制振装置
の別の実施例の減衰力制御用の油圧回路を示す回路図で
ある。図１１及び図１２においても、図１〜図９の実施
例の各部と同一又は対応する部分は同一符号で示されて
おり、それらの個々の詳細説明は適宜省略する。本実施
例は、風応答時と地震応答時とで油圧回路を切り換えら
れるようにしたものである。図１１中には、強風に応答
する使用状態において、油圧シリンダ６のピストン２２
が図中左方向へ移動する時の作動油の流れが実線矢印で
示され、該ピストン２２が図中右方向へ移動する時の作
動油の流れが点線矢印で示されている。また、図１２に
は、地震に応答する使用状態において、油圧シリンダ６
のピストン２２が図中左方向へ移動する時の作動油の流
れが実線矢印で示され、該ピストン２２が図中右方向へ
移動する時の作動油の流れが点線矢印で示されている。

【００２４】図１１及び図１２において、減衰力制御用
の油圧回路２５は、風応答用回路４０と地震応答用回路
４１とを備えている。建物２等の制振対象物に水平ばね
手段４を介して弾性支持されたマスダンパーの質量体５
には、オイルダンパーとしての油圧シリンダ６のピスト
ンロッドが接続（連結）されており、油圧シリンダ６の
内部（油圧室）は前記ピストンロッドと一体のピストン
２２によって左右の油圧室６ａ、６ｂに仕切られてい
る。左右の各油圧室６ａ、６ｂにはそれらの内部圧力
（油圧）を検出するための圧力検出手段２３ａ、２３ｂ
が接続されており、質量体５の振動により油圧シリンダ
６が受けている力を検出することができる。さらに、油
圧シリンダ６にはピストン２２の変位を検出するための
変位検出手段（ストロークセンサ）２４が設けられてい
る。これらの圧力検出手段２３ａ、２３ｂ及び変位検出
手段２４により、質量体５の振動を状態をリアルタイム
で検出することができる。

【００２５】質量体５の揺動する力により油圧シリンダ
６が変位すると、左右の圧力室６ａ、６ｂと油圧回路
（減衰力制御装置）２５との間を作動油が出入りする。
符号４２は、風応答用回路４０と地震応答用回路４１と
を切り換えるために風応答用回路４０内に設けられた回
路切換弁である。この回路切換弁４２は、振動加速度が
大きな地震時に、サーボ弁２７を使用する風応答用回路
４０を無効にすることを目的とするものであり、シリン
ダ両室６ａ、６ｂの圧力信号とその比較器（不図示）と
弁切換コイル用ドライバーとにより切換制御される。つ
まり、地震応答時には、高減衰回路である地震応答用回
路４１で減衰力を制御することから、この回路切換弁４
２は閉じられている。

【００２６】図１１において、風応答時には、左右に移
動するピストン２２により油圧シリンダ６の左右の油圧
室６ａ、６ｂから流出する作動油は、前記回路切換弁４
２を通ってサーボ弁２７へ向かって流れる。この回路切
換弁４２は図７中のダイヤモンドチェックから成る整流
回路２６と類似の機能を有する。前記サーボ弁２７と並
列の関係で電磁切換弁２８が設けられている。この電磁
切換弁２８は、前記サーボ弁２７をバイパスするために
設けられており、開弁作動されることにより減衰力制御
用油圧回路２５を瞬間的に極めて小さい抵抗の状態に
し、油圧回路２５の減衰力が極めて小さい状態にするも
のである。

【００２７】前記サーボ弁２７は、油圧シリンダ６の速
度に比例して抵抗を発生させるものであり、油圧シリン
ダ６のストロークセンサ（変位検出手段）２４の位置信
号及び微分回路と該シリンダ６の両油圧室６ａ、６ｂの
圧力信号及び差分回路とによって油圧回路２５の減衰力
を制御するようにプログラム制御することができる。前
記電磁切換弁２８は、油圧シリンダ６の抵抗をゼロにす
ることを目的とし、積極的に低抵抗の回路に切り換える
ことにより建物２から質量体５へエネルギーが流入する
モードでの抵抗を無くすものである。前述のごとく、電
磁切換弁２８の応答時間は０．１秒程度であり、周期が
３秒程度の動吸振装置３では有効に機能するものであ
る。

【００２８】両油圧室６ａ、６ｂの圧力とピストン２２
の変位からの流量とに基づいて、質量体５の振動状態及
び振動を的確に減衰させるための条件を把握することが
できる。前記サーボ弁２７は、作動油の流れを絞ること
により圧力を熱に変えることで、減衰力を発生するもの
である。そして、このサーボ弁２７は、制御機器で任意
に制御することで自由に絞ることができるので、質量体
５の振動に対して作用する油圧シリンダ６の減衰力の特
性を任意に設定することができる。また、前記電磁切換
弁２８を開弁作動させることにより、油圧シリンダ６を
出入りする作動油の抵抗を極めて小さくする。なお、前
記サーボ弁２７と前記切換弁２８との間には並列接続さ
れたバイパス弁４３が設けられている。

【００２９】サーボ弁２７から流出した作動油、つまり
絞りによる減衰力を発揮した後で温度上昇した作動油は
クーラー３０を通る間に冷却される。前記クーラー３０
を通過した作動油は、フィルター４４及び加圧式タンク
３１内を通され、温度を平均化（均等化）される。この
作動油は、低圧側油路４５を通り、次いで、４個のチェ
ック弁をダイヤモンド配置に接続して構成したダイヤモ
ンドチェック４６を通して、油圧シリンダ６へ戻され
る。このダイヤモンドチェック４６は、戻ってくる作動
油を適切に振り分ける機能を有し、実線及び点線の矢印
で示すように、左右の油圧室６ａ、６ｂのうちの減圧側
（容積拡大側）の油圧室へ作動油を送り込むように動作
する。

【００３０】図１１において、前記低圧側油路４５に
は、油圧回路２５を一定圧力に維持（加圧）するための
加圧用ポンプ３２が設けられている。このように低圧に
なり易い油路４５を一定圧力に加圧することにより、４
個のチェック弁を用いたダイヤモンドチェック４６の作
動を円滑化することができる。また、低圧側油路４５に
は、加圧用ポンプ３２による加圧圧力を安定化させるた
めのリリーフ弁３３が設けられている。このリリーフ弁
３３の他端は前記加圧用ポンプ３２のリザーバー３４に
接続されている。なお、前記油圧シリンダ６の両油圧室
６ａ、６ｂのそれぞれに通じる２本の流路の間には、通
常では閉弁されたバイパス弁３５が設けられている。こ
のバイパス弁３５を作動（開弁）させると、油圧シリン
ダ６の両側の室６ａ、６ｂが連通され、質量体５の振動
による油圧シリンダ６内の圧力上昇が生じない状態（減
衰力が生じない状態）になる。

【００３１】図１２において、高減衰力を必要とする地
震応答時には、前記回路切換弁４２が閉じられ、左右に
移動するピストン２２により油圧シリンダ６の左右の油
圧室６ａ、６ｂから流出する作動油は、実線及び点線の
矢印で示すように、ダイヤモンドチェック４６の左右の
ポートＡ、Ｂのいずれかに流入し、上部のポートＣから
流出する。この場合は、前記ダイヤモンドチェック４６
は作動油を一定方向へ流出させる整流回路として機能す
るものである。

【００３２】前記ダイヤモンドチェック４６のポートＣ
から流出した作動油は、減衰油路４８を通して流通され
る。この該減衰油路４８には、作動油を比較的強く絞る
ことにより高減衰力を発生させるための減衰力手段４７
が設けられている。従って、前記ポートＣから流出した
作動油は、減衰油路４８を流れる間に前記減衰力手段４
７により抵抗を付与されて高い減衰力を発揮した後、再
び、前記ダイヤモンドチェック４６のポートＤから流入
する。ポートＤから流入した作動油は、左右のポート
Ａ、Ｂのいずれか（減圧側）へ振り分けられ、該ポート
から油圧シリンダ６へ戻される。すなわち、このダイヤ
モンドチェック４６は、戻ってくる作動油を適切に振り
分ける機能を有し、実線及び点線の矢印で示すように、
左右の油圧室６ａ、６ｂのうちの減圧側（容積拡大側）
の油圧室へ作動油を送り込むように動作する。

【００３３】前記減衰力手段４７は、作動油の流れを絞
ることにより圧力を熱に変えることで、高い減衰力を発
生するものであり、制御機器で任意に制御することで絞
りの程度を段階的又は連続的に調整することができ、地
震時の質量体５の振動に対する油圧シリンダ６の減衰力
の特性を適宜調整することができる。また、地震応答時
においても、両油圧室６ａ、６ｂの圧力とピストン２２
の変位からの流量とに基づいて、質量体５の振動状態及
び振動を的確に減衰させるための条件を把握することが
できる。図１１及び図１２の実施例では、前記減衰力手
段４７が発生する減衰力は、通常、ダンパー６の動きに
関わらず一定に設定されるが、その大きさは変更（調
節）できるようになっている。本実施例では、例えば、
圧力で２５０Ｋ、２１０Ｋ及び１７５Ｋの３段階に切り
換えられるように構成されている。

【００３４】以上説明した実施例によれば、エラストマ
ー層１４と補強板１５とを交互に積層した積層弾性体１
１を介して質量体５を取り付けるとともに、サーボ弁２
７を有する減衰力制御用の油圧回路２５に前記質量体に
連結されたオイルダンパー（油圧シリンダ）６を組み込
むことにより、前記オイルダンパー６の減衰力を変化さ
せ得る油圧回路と建物や構造物等の制振対象物２の振動
を低減できるように前記オイルダンパー６の減衰力を制
御する減衰力制御手段とを備えた制振装置１００を構成
したので、広い周波数帯域の全域において建物や構造物
の振動周期と比較して非常に短い時間で、振動に応答し
て減衰力を該振動を低減できる値に変化させることがで
き、必要とするエネルギーを大幅に減少させるとともに
アクティブな制振装置並みの制振効果を得ることがで
き、建物の固有周期が変動したり、制振装置に使用され
る積層ゴムのばね定数が変化することで制振装置の固有
周期が変動したりする場合でも、これに応答して減衰力
を瞬時に変化させて制振効果を常に維持することができ
る制振装置が提供される。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、請求項
１の発明によれば、エラストマー層と補強板とを交互に
積層した積層弾性体を介して質量体を取り付けるととも
に、前記質量体をオイルダンパーに連結した建物や構造
物の制振装置であって、前記オイルダンパーの減衰力を
変化させ得る油圧回路と前記建物や構造物の振動を低減
できるように前記オイルダンパーの減衰力を制御する減
衰力制御手段とを備えた構成としたので、広い周波数帯
域の全域において建物の振動に応答して高速で減衰力を
変化させて該振動を低減させることができ、必要とする
エネルギーを大幅に減少させるとともにアクティブな制
振装置並みの制振効果を得ることができ、建物の固有周
期が変動したり、制振装置に使用される積層ゴムのばね
定数が変化することで制振装置の固有周期が変動したり
する場合でも制振効果を維持することができる制振装置
が提供される。

【００３６】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
構成に加えて、前記オイルダンパーの減衰力を、風の加
振力に応答するための比較的低い値と地震の加振力に応
答するための比較的高い値とに切り換え可能にした構成
としたので、一層効率よく上記効果を達成し得る制振装
置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による制振装置を備えた構造物を例示す
る模式的立面図である。

【図２】図１中の動吸振装置の正面図である。

【図３】図３は図２中の線３−３に沿った横断面図であ
る。

【図４】図２中の積層弾性体の縦断面図である。

【図５】図４中の線５−５に沿った横断面図である。

【図６】本発明を適用した動吸振装置の概略構成を示す
模式図である。

【図７】本発明を適用した制振装置の一実施例の構成を
示す油圧回路図である。

【図８】図７の制振装置を構造物に設置する場合の構成
例を示す平面図である。

【図９】図８の制振装置の側面図である。

【図１０】高層建物の制振効果の測定結果を比較して示
すグラフである。

【図１１】本発明による制振装置の別の実施例の減衰力
制御用の油圧回路を風応答時の作動油の流れとともに示
す回路図である。

【図１２】図１１の制振装置の減衰力制御用の油圧回路
を地震応答時の作動油の流れとともに示す回路図であ
る。

【符号の説明】１地盤２構造物又は建物３動吸振装置４水平ばね手段５質量体６オイルダンパー（油圧シリンダ）１１積層弾性体（積層ゴム）１２安定板１４エラストマー材の層１５補強板２１ピストンロッド２２ピストン２３圧力検出手段２４変位検出手段（ストロークセンサ）２５減衰力制御用の油圧回路２６整流回路（ダイヤモンドチェック）２７サーボ弁２８電磁切換弁３２加圧用ポンプ４０風応答用回路４１地震応答用回路４２回路切換弁４５低圧側油路４６ダイヤモンドチェック４７高減衰手段４８高減衰油路１００制振装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エラストマー層と補強板とを交互に積
層した積層弾性体を介して質量体を取り付けるととも
に、前記質量体をオイルダンパーに連結した建物や構造
物の制振装置であって、前記オイルダンパーの減衰力を
変化させ得る油圧回路と前記建物や構造物の振動を低減
できるように前記オイルダンパーの減衰力を制御する減
衰力制御手段とを備えたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】前記オイルダンパーの減衰力を、風の
加振力に応答するための比較的低い値と地震の加振力に
応答するための比較的高い値とに切り換え可能にしたこ
とを特徴とする請求項１に記載の制振装置。